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　　溫度檢測是電子工程中經(jīng)常需要用的電路方案，而知溫度檢測電路中常見的就是熱電阻方案了，那么在采用熱電阻之前我們?nèi)绾螜z查熱電阻的好壞了？

　　熱電阻（thermal resistor）是中低溫區(qū)常用的一種溫度檢測器。熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測量的。它的主要特點(diǎn)是測量精度高，性能穩(wěn)定。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。金屬熱電阻常用的感溫材料種類較多，常用的是鉑絲。工業(yè)測量用金屬熱電阻材料除鉑絲外，還有銅、鎳、鐵、鐵-鎳等。其中鉑熱電阻的測量度是  的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。

　　當(dāng)然這里我們還有一個(gè)對溫度測量精度的要求基準(zhǔn)，也就是說我們在檢查熱電阻的好壞之前需要根據(jù)需求判斷，到底我的測溫電路需要多大的精度，這里就會需要判斷熱電阻質(zhì)量的好壞。

　　要檢查熱電阻的質(zhì)量首先要查詢廠商提供的電阻阻值和溫度對應(yīng)表，按照對照表我們測下電熱阻阻值，看看是不是在正常的誤差范圍之內(nèi)就知道了，如果用萬用表檢測其電阻值，與測量時(shí)熱電阻所處環(huán)境的溫度下的阻值對應(yīng)，即可判斷該熱電阻是好的。

　　如果按照對應(yīng)表，電阻阻值和應(yīng)該體現(xiàn)的溫度差別很大就意味著質(zhì)量不夠， 或者是熱電阻不穩(wěn)定，那就表示質(zhì)量不好。

　　而如果檢查出熱電阻是不能使用，那就意味著元器件的問題會導(dǎo)致測溫電路無效，這個(gè)時(shí)候就需要檢查熱電阻的好壞了。

　　一般的簡單驗(yàn)證操作辦法是把熱電阻置入熱水中，或者是打火機(jī)加熱，但是阻值沒有變化的，溫度不變化，那就肯定是壞的。

　　一般常見的熱電阻有銅電阻、鉑電阻、熱敏電阻。對銅電阻、鉑電阻而言，如果用測量電阻值來判斷的話，電阻無窮大說明線斷了或是電阻壞了，三根線之間電阻都為0說明短路了。

　　如果測量電阻兩端，開路了就是壞的！如果沒有開路，但阻值很大，也是壞的！

　　1. 用萬用表的電阻檔測得電阻信號。

　　2. 假定為PT100： 在0 攝氏度時(shí)為100 歐姆，在20度時(shí)為107.7935 歐姆。微分電阻約為：0.39歐姆/攝氏度。根據(jù)你現(xiàn)場環(huán)境溫度，自己算一下電阻值應(yīng)為多少，然后用萬用表電阻檔測一下即可，然后用打火機(jī)加熱下熱電阻，看其阻值是否上升。

　　3. 熱電阻精度等參數(shù)需要專門儀器來檢測的，萬用表只能檢測好壞。也就是說，作為用戶，只要判定熱電阻沒有短路，也沒有斷路，電阻值是隨溫度變化而變化，即可認(rèn)為熱電阻是好的。

　　PT100熱電阻好壞主要有斷線、短路、絕緣低、性能下降，斷線和短路比較好檢查，用萬用表測試一下就能解決，絕緣好壞可以通過兆歐表遙測檢查。

　　所謂好壞主要是短路、斷路判斷，即一個(gè)熱阻在使用中是否由于機(jī)械振動(dòng)或者溫度烘烤、接線原因造成熱阻引出線短路、斷線原因，這個(gè)用普通的萬用表就能夠檢測出來。

　　再者還要查看熱阻的電阻值與溫度值的對應(yīng)關(guān)系是否線性和準(zhǔn)確，這個(gè)可分粗略的判斷和準(zhǔn)確的校準(zhǔn)，粗略判斷主要用于現(xiàn)場故障判斷和排查，通過萬用表測量電阻值然后與被測溫度估算值進(jìn)行對比看是否差距較大，抽出熱阻自然冷卻后在測量電阻值看是否與環(huán)境溫度想對應(yīng)，如果要求準(zhǔn)確判斷，需要拿到校準(zhǔn)室中對其0度和100度進(jìn)行校準(zhǔn)測定以此查看誤差是否符合精度要求。

　　PT100熱電阻傳感器的特點(diǎn)是，在0℃時(shí)電阻是100ω，溫度低電阻值下降，溫度高電阻值上升。用萬用表就可判斷好壞。

　　可以先在回路中斷開PT100接線，然后用萬用表的電阻檔（200ω）測量其電阻值。但測量結(jié)果只能判斷PT100好壞，不能作為驗(yàn)證其精度的依據(jù)。

　　PT100在0℃時(shí)阻值為100ω，隨著溫度的升高阻值逐漸增大，具體的對應(yīng)關(guān)系可以查看其分度表。

　　1、PT100熱電阻的溫度范圍為T=0~100度，其輸出為I=4~20ma，其I、T的關(guān)系式為：I=4+（4/25）*T

　　如T=0度時(shí) I=4ma， I=100度時(shí) I=20ma。 T=25度時(shí) I=8ma

　　2、將PT100熱電阻撤出，放在一水容器里，其對外輸出點(diǎn)，串接25（或50）ma量程電流表，再用一個(gè)溫度計(jì)測水溫，加熱改變水的溫度，其溫度計(jì)的指示值與電流標(biāo)的指示值的變化，如符合公式（1）的變化關(guān)系，此熱電阻是好的，如電流表指示值不變或電流標(biāo)的指示值的變化與溫度計(jì)的指示值不符合公式（1）的變化關(guān)系，此此熱電阻是壞的。

　　用萬用表測量兩輸出端（有時(shí)是多端）是通的（雖然有一定的阻值），如果開路必壞無疑，這是實(shí)際判斷好壞時(shí)的  步驟。熱電阻阻值是一定的，如PT100常溫在110歐左右，CU50常溫在55歐上下。熱電偶輸出的是電壓值，在一定溫度下會輸出一般為幾至幾十毫伏的電壓信號，可用萬用表的電壓檔來測量。熱電偶輸出電壓只有幾mV，看萬用表精度。數(shù)字萬用表可粗測，判斷好壞。熱電偶的輸出是毫伏級的，用萬用表檢測他的輸出不太可能，但是可以測量它的通斷。在大多數(shù)情況下，只要電偶部分（在兩根線的交點(diǎn)熔接處）是通的，沒氧化，沒壞，一般是沒問題的。所以同時(shí)也可以從護(hù)套中抽出來做外觀檢查。真正要檢查，就要用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶，來比較、測量它輸出的毫伏值了。這就要請搞計(jì)量的人員來做了。

　　有些萬用表專門有測熱電偶檔。如果沒有就觀察熱電偶表面情況，用歐姆檔檢測是否有斷，如果均良好，可以把熱電偶放至兩個(gè)溫差很大的地方，用萬用表MV檔檢測一下，放至兩個(gè)不同地方時(shí)，mV有明顯不同（一般都難于測準(zhǔn)），可以認(rèn)為熱電偶是沒問題的。熱電阻只要放到兩個(gè)溫差明顯的地方，測量它的電阻值，對對分度表就知道好壞了。如果要高精度確認(rèn)，則要專門設(shè)備或送質(zhì)監(jiān)局等部門檢測了。




　　熱電阻及其測溫原理

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　　在工業(yè)應(yīng)用中，熱電偶一般適用于測量500以上的較高溫度。對于500以下的中、低溫度，熱電偶的輸出的熱電勢很小，這對二次儀表的放大器、抗干擾措施等的要求就很高，否則難以實(shí)現(xiàn)測量；而且，在較低溫區(qū)域，冷端溫度的變化所引起的相對誤差也非常突出。所以測量中、低溫度一般使用熱電阻溫度測量儀表較為合適。

　　1、? 熱電阻的測溫原理

　　與熱電偶的測溫原理不同的是，熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進(jìn)行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓?，就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。

　　金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關(guān)系式表示，即

　　Rt=Rt0[1+α（t-t0）]

　　式中，Rt為溫度t時(shí)的阻值；Rt0為溫度t0（通常t0=0）時(shí)對應(yīng)電阻值；α為溫度系數(shù)。

　　半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值和溫度關(guān)系為

　　Rt=AeB/t

　　式中Rt為溫度為t時(shí)的阻值；A、B取決于半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)的常數(shù)。

　　相比較而言，熱敏電阻的溫度系數(shù)更大，常溫下的電阻值更高（通常在數(shù)千歐以上），但互換性較差，非線性嚴(yán)重，測溫范圍只有-50~300左右，大量用于家電和汽車用溫度檢測和控制。金屬熱電阻一般適用于-200~500范圍內(nèi)的溫度測量，其特點(diǎn)是測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在程控制中的應(yīng)用極其廣泛。

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　　2、? 工業(yè)上常用金屬熱電阻

　　從電阻隨溫度的變化來看，大部分金屬導(dǎo)體都有這個(gè)性質(zhì)，但并不是都能用作測溫?zé)犭娮?，作為熱電阻的金屬材料一般要求：盡可能大而且穩(wěn)定的溫度系數(shù)、電阻率要大（在同樣靈敏度下減小傳感器的尺寸）、在使用的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的化學(xué)物理性能、材料的復(fù)制性好、電阻值隨溫度變化要有間值函數(shù)關(guān)系（好呈線性關(guān)系）。

　　目前應(yīng)用廣泛的熱電阻材料是鉑和銅：鉑電阻精度高，適用于中性和氧化性介質(zhì)，穩(wěn)定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻變化率越??；銅電阻在測溫范圍內(nèi)電阻值和溫度呈線性關(guān)系，溫度線數(shù)大，適用于無腐蝕介質(zhì)，超過150易被氧化。中國常用的有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等幾種，它們的分度號分別為Pt10、Pt100、Pt1000；銅電阻有R0=50Ω和R0=100Ω兩種，它們的分度號為Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50的應(yīng)用為廣泛。

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　　3、熱電阻的信號連接方式

　　熱電阻是把溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化的一次元件，通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計(jì)算機(jī)控制裝置或者其它一次儀表上。工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場，與控制室之間存在一定的距離，因此熱電阻的引線對測量結(jié)果會有較大的影響。

　　目前熱電阻的引線主要有三種方式

　　1二線制：在熱電阻的兩端各連接一根導(dǎo)線來引出電阻信號的方式叫二線制：這種引線方法很簡單，但由于連接導(dǎo)線必然存在引線電阻r，r大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和長度的因素有關(guān)，因此這種引線方式只適用于測量精度較低的場合? 2三線制：在熱電阻的根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用，可以較好的引線電阻的影響，是工業(yè)過程控制中的常用的引線電阻。熱電阻采用三線制，將導(dǎo)線一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣了導(dǎo)線線路電阻帶來的測量誤差。? 3四線制：在熱電阻的根部兩端各連接兩根導(dǎo)線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I，把R轉(zhuǎn)換成電壓信號U，再通過另兩根引線把U引至二次儀表?？梢娺@種引線方式可完全引線的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測。

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　　4、? 熱電阻的結(jié)構(gòu)形式

　　和熱電偶溫度傳感器相類似，工業(yè)上常用的熱電阻主要有普通裝配式熱電阻和鎧裝熱電阻兩種型式。

　　普通通裝配式熱電阻是由感溫體、有銹鋼外保護(hù)管、接線盒以及各種用途的固定裝置級成，安裝固定裝置有固定外螺紋、活動(dòng)法蘭盤、固定法蘭和帶固定螺栓錐形保護(hù)管等形式。鎧裝熱電阻外保護(hù)套管采用不銹鋼，內(nèi)充高密度氧化物緣體，具有很強(qiáng)的抗污染性能和優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度。與前者相比，鎧裝熱電阻具有直徑小、易彎曲、抗震性好、熱響應(yīng)時(shí)間快、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。

　　對于一些特殊的測溫場合，還可以選用一些專業(yè)型熱電阻，如，測量固體表面溫度可以選用端面熱電阻，在易燃易爆場合可以選用防爆型熱電阻，測量震動(dòng)設(shè)備上的溫度可以選用帶有防震結(jié)構(gòu)的熱電阻等

　　2線、3線、4線熱電阻測溫原理有何區(qū)別				與熱電阻連接的檢測設(shè)備（溫控表、PLC輸入等）都有四個(gè)接線端子。I+、I-、V+、V-。? 其中，I+、I-端是為了給熱電阻提供恒定的電流，V+、V-是用來監(jiān)測熱電阻的電壓變化，依次檢測溫度變化。? 4線就是從熱電阻兩端引出4線，和4個(gè)端子連接。? 3線就是引出3線，這需要檢測設(shè)備方的I-\V-短接。? 2線就使引出2線，這需要檢測設(shè)




　　熱電偶與熱電阻均屬于溫度測量中的接觸式測溫，盡管其作用相同都是測量物體的溫度，但是他們的原理與特點(diǎn)卻不盡相同：

　　  、信號的性質(zhì)，

　　熱電阻本身是電阻，溫度的變化，使電阻產(chǎn)生正的或者是負(fù)的阻值變化；而熱電偶是產(chǎn)生感應(yīng)電壓的變化，他隨溫度的改變而改變..雖然都是接觸式測溫儀表，但它們的測溫范圍不同，熱電偶使用在溫度較高的環(huán)境，如鉑銠30---鉑銠6(B型)測量范圍為300度~1600度，短期可測1800度。S型測一20~1300(短期1600),K型測一50~1000，短期1200).XK型一50~600(800),E型一40~~00(900).還有J型，T型等。這類儀表一般用于500度以上的較高溫度，低溫區(qū)時(shí)輸出熱電勢很，當(dāng)電勢小時(shí)，對抗干擾措施和二次表和要求很高，否則測量不準(zhǔn)，還有，在較低的溫度區(qū)域，冷端溫度的變化和環(huán)境溫度的變化所引起的相對誤差就顯得很突出，不易得到全補(bǔ)償。這時(shí)在中低溫度時(shí)，一般使用熱電阻測溫范圍為一200~~500，甚至還可測更低的溫度(如用碳電阻可測到1K左右的低溫).現(xiàn)在正常使用鉑熱電阻Pt100，(也有Pt50、100和50代表熱電阻在0度時(shí)的阻值。在舊分度號中用BA1,BA2來表示，BA1在0度時(shí)阻值為46歐姆，在工業(yè)上也有用銅電阻，分度號為CU50和CU100，但測溫范圍較小，在一50~~150之間，在一些特殊場合還有銦電阻、錳電阻等)。

　　第二、工作中的現(xiàn)場判斷

　　熱電偶有正負(fù)極、補(bǔ)償導(dǎo)線也有正負(fù)之分，首先保證連接，配置確.在運(yùn)行中。常見的有短路，斷路，接觸不良(有萬用表可判斷)和變質(zhì)(根據(jù)表面顏色來鑒別)。檢查時(shí)，要使熱電偶與二次表分開，用工具短接二次表上的補(bǔ)償線，表指示室溫再短接熱電偶接線端子，表批示熱電偶所在的環(huán)境溫度(不是，補(bǔ)償線有故障)，再用萬用表mv檔大體估量熱電偶的熱電勢(如正常，請檢查工藝)。

　　熱電阻短路和斷路用萬用表可判斷，在運(yùn)行中，懷疑短路，只要將電阻端拆下一個(gè)線頭看顯示儀表，如到  ，熱電阻短路回零，導(dǎo)線短路，保證正常連接和配置時(shí)，表值顯示低或不穩(wěn)，保護(hù)管可能性進(jìn)水了顯示  ，熱電阻斷路顯示小短路。

　　第三、兩者材料不同：

　　從材料上分，熱阻是一種金屬材料，具有溫度敏感變化的金屬材料，熱電偶是雙金屬材料，既兩種不同的金屬，由于溫度的變化，在兩個(gè)不同金屬絲的兩端產(chǎn)生電勢差。

　　第四、傳感器檢測的溫度范圍不一樣

　　熱阻一般檢測0-150度溫度范圍(當(dāng)然可以檢測負(fù)溫度)，熱電偶可檢測0-1000度的溫度范圍(甚至更高)所以，前者是低溫檢測，后者是高溫檢測。

　　參考鏈接：

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